煉焦新技術(shù)

裝爐煤經(jīng)過(guò)高溫干餾轉(zhuǎn)化為焦炭、焦?fàn)t煤氣和化學(xué)產(chǎn)品的工藝過(guò)程。即煤炭焦化。指主要從硬煤和褐煤中生產(chǎn)焦炭、煤氣、干餾炭及煤焦油或?yàn)r青等副產(chǎn)品的煉焦?fàn)t的操作活動(dòng)。

根據(jù)最終溫度，有高溫?zé)捊?900～1100℃）、中溫?zé)捊?660～750℃）和低溫?zé)捊?500～580℃）。通常指高溫?zé)捊埂?

現(xiàn)代煉焦生產(chǎn)在焦化廠煉焦車間進(jìn)行。煉焦車間一般由一座或幾座焦?fàn)t及其輔助設(shè)施組成，焦?fàn)t的裝煤、推焦、熄焦和篩焦組成了焦?fàn)t操作的全過(guò)程，每個(gè)爐組都配備有裝煤車、推焦車、攔焦機(jī)、熄焦車和電機(jī)車，一側(cè)還應(yīng)設(shè)有焦臺(tái)和篩焦站。開(kāi)發(fā)的煉焦新工藝還有：配入部分型煤煉焦的配型煤工藝、用搗固法裝煤的煤搗固工藝、煤預(yù)熱工藝等。

煉焦產(chǎn)品

⑴焦炭。煉焦最重要的產(chǎn)品，大多數(shù)國(guó)家的焦炭90%以上用于高爐煉鐵，其次用于鑄造與有色金屬冶煉工業(yè)，少量用于制取碳化鈣、二硫化碳、元素磷等。在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，焦粉還用作燒結(jié)的燃料。焦炭也可作為制備水煤氣的原料制取合成用的原料氣。

⑵煤焦油。焦化工業(yè)的重要產(chǎn)品，其產(chǎn)量約占裝爐煤的3%~4%，其組成極為復(fù)雜，多數(shù)情況下是由煤焦油工業(yè)專門(mén)進(jìn)行分離、提純后加以利用

⑶煤氣和化學(xué)產(chǎn)品。氨的回收率約占裝爐煤的0.2%~0.4%，常以硫酸銨、磷酸銨或濃氨水等形試作為最終產(chǎn)品。粗苯回收率約占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有機(jī)合成工業(yè)的原料。硫及硫氰化合物的回收，不但為了經(jīng)濟(jì)效益，也是為了環(huán)境保護(hù)的需要。經(jīng)過(guò)凈化的煤氣屬中熱值煤氣，發(fā)熱量為17500kj/Nm3左右，每噸煤約產(chǎn)煉焦煤氣300~400 m3，其質(zhì)量約占裝爐煤的16%~20%，是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的重要?dú)怏w燃料，其主要成分是氫和甲烷，可分離出供化學(xué)合成用的氫氣和代替天然氣的甲烷。

煉焦簡(jiǎn)史

中國(guó)明代以前就已采用土窯煉焦，并用焦炭冶鐵。到20世紀(jì)初，經(jīng)過(guò)發(fā)展的土窯有圓窯和長(zhǎng)窯兩種，前者適用于地下水位不高、煤結(jié)焦性較好的地區(qū)；后者因爐底高于地面，操作受地下水的影響較小，結(jié)焦時(shí)間較短，適用于多雨而煤結(jié)焦性略差的地區(qū)。土窯的特點(diǎn)是結(jié)焦室和燃燒室不分開(kāi)，煉焦熱源靠煤干餾時(shí)產(chǎn)生的煤氣和部分煤料燃燒提供，因而成焦率低，焦炭灰分高，結(jié)焦時(shí)間長(zhǎng)（約8～12晝夜），化學(xué)產(chǎn)品不能回收利用，對(duì)大氣污染嚴(yán)重。后經(jīng)改進(jìn)，出現(xiàn)一種帶固定拱頂?shù)膱A窯，稱為蜂窩式煉焦?fàn)t（圖1）。每孔爐的裝煤量5～7噸，結(jié)焦時(shí)間48～72小時(shí)。焦炭在爐內(nèi)熄火，最初用人工出焦，后來(lái)改為機(jī)械化出焦。

19世紀(jì)中葉出現(xiàn)了倒焰式煉焦?fàn)t。倒焰爐的炭化室和燃燒室用磚墻分開(kāi)，但上部相通，使炭化室發(fā)生的煤氣轉(zhuǎn)入燃燒室，并從燃燒室上部引入空氣，使煤氣燃燒，火焰由上“倒焰”而下，經(jīng)爐底煙道排入煙囪。這種煉焦?fàn)t不回收化學(xué)產(chǎn)品，加熱用煤氣量不能調(diào)節(jié)，結(jié)焦末期煤氣產(chǎn)量小，供熱不足。

煤按其在煉焦過(guò)程中的性狀，可分為煉焦煤和非煉焦煤。

（1）煉焦煤是指用單種煤煉焦時(shí)，可以生成具有一定塊度和機(jī)械強(qiáng)度的焦炭的煤。這類煤具有粘結(jié)性，主要供煉焦用。煙煤中的氣煤、肥煤、氣肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦煤都屬于煉焦煤。煉焦煤中的焦煤可以單獨(dú)煉焦，生產(chǎn)出符合要求的高爐焦。但是焦煤的資源從世界范圍來(lái)說(shuō)，都是匱乏的。因此，通常把兩種或兩種以上煤牌號(hào)的煉焦煤。以適當(dāng)比例進(jìn)行配煤，然后煉焦，以滿足對(duì)焦炭質(zhì)量的各種要求。

（2）非煉焦煤在單獨(dú)煉焦時(shí)不軟化、不熔融、不能生成塊狀焦炭。這類煤沒(méi)有或僅有極弱的粘結(jié)性，一般不作為煉焦用煤。但當(dāng)配煤中粘結(jié)組分過(guò)?；蛐枰a(chǎn)特殊焦炭(如鑄造焦)時(shí)，可以配入少量非煉焦煤，作為瘦化劑用。非煉焦煤也可以作為生產(chǎn)型煤或型焦的原料。褐煤、無(wú)煙煤以及煙煤中的長(zhǎng)焰煤、不粘煤和貧煤，都屬于非煉焦煤。

為了擴(kuò)大煉焦用煤資源，在中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，還劃分一些過(guò)渡性煤種如貧瘦煤、1/2中粘煤和弱粘煤等.根據(jù)各地資源特點(diǎn)以及配煤和煉焦技術(shù)的發(fā)展水平，有的焦化廠可在配合煤中配入部分過(guò)渡煤;如在有一定量強(qiáng)肥煤的情況下，配用一些低灰低硫的弱粘煤，以降低焦炭的灰分和硫分。根據(jù)中國(guó)冶金系統(tǒng)主要焦化廠1990年的統(tǒng)計(jì)，煉焦用煤的煤種比例(%)為:瘦煤9.8，焦煤31.2，肥煤16.9。氣煤25.9，1/3焦煤12.8，氣肥煤1.7，其他煤1.7。 2100433B

在選擇煉焦用煤時(shí)，還必須考慮煤在煉焦過(guò)程中的膨脹壓力。低揮發(fā)分的煤，因其膠質(zhì)體粘度人，煉焦時(shí)容易產(chǎn)生高的膨脹壓力，對(duì)焦?fàn)t砌體造成損害，這需要從配煤方面加以解決。此外，在焦化廠的生產(chǎn)成本中，煉焦用煤占很大比重，因此在選擇煉焦用煤時(shí)，還必須考慮煤的價(jià)格和運(yùn)輸距離等經(jīng)濟(jì)因素世界煤炭資源尚豐富，但煉焦用煤資源有限，故必須注意節(jié)約使用和擴(kuò)大其范圍。